I. Ποιος παίζει τον βασικό ρόλο στη νιτροποίηση;
Δύο τύποι αυτοτροφικών βακτηρίων είναι απαραίτητοι και είναι οι κύριοι παίκτες στη νιτροποίηση:
1. Αμμωνία-οξειδωτικά βακτήρια (AOB): Η κύρια δύναμη στο πρώτο βήμα, οξείδωση αζώτου αμμωνίας (NH4+) σε νιτρώδες άλας (NO2-)
2. Νιτρώδες-οξειδωτικά βακτήρια (NOB): Η κύρια δύναμη στο δεύτερο βήμα, οξείδωση νιτρωδών (NO2-) σε νιτρικά (NO3-)
Εν συντομία: Νιτροποίηση=Αμμωνία-οξειδωτικά βακτήρια + νιτρώδη-οξειδωτικά βακτήρια. Δουλεύοντας μαζί, χωρίς αυτούς τους δύο τύπους βακτηρίων, το αμμωνιακό άζωτο δεν θα μειωθεί ποτέ.
Χαρακτηριστικά:
• Αυτότροφα βακτήρια: Μην καταναλώνετε οργανική ύλη. αποκτούν ενέργεια με την οξείδωση του αζώτου της αμμωνίας και αναπτύσσονται χρησιμοποιώντας διοξείδιο του άνθρακα.
• Αργή ανάπτυξη, μακρύς κύκλος παραγωγής. απαιτεί επαρκή ηλικία λάσπης. δυσανεξία σε φορτία κραδασμών. επιρρεπείς στην τοξικότητα.
II. Ολοκληρωμένη διαδικασία αντίδρασης νιτροποίησης (δύο βήματα)
Βήμα 1: Νιτροποίηση (αμμωνία → νιτρώδη)
Ο ρόλος των βακτηρίων οξειδωτικών αμμωνίας: Καταναλώνει μεγάλες ποσότητες οξυγόνου, παράγει οξύ και μειώνει το pH.
Βήμα 2: Νιτροποίηση (Άζωτο → Νιτρώδη)
Ο ρόλος των οξειδωτικών νιτρωδών βακτηρίων:
Συνολική διεργασία: Άζωτο αμμωνίας → Νιτρώδη → Νιτρικά, εξ ολοκλήρου σε αερόβιο περιβάλλον.
III. Πώς να διατηρήσετε σταθερή λειτουργία νιτροποίησης
1. Το επαρκές διαλυμένο οξυγόνο (DO) είναι απαραίτητο
• Η νιτροποίηση είναι μια έντονα αερόβια διαδικασία
• Έλεγχος DO σε αερόβιες δεξαμενές: 2,0–3,5 mg/L
• Low DO: Η νιτροποίηση σταματά αμέσως, το άζωτο αμμωνίας υπερβαίνει τα πρότυπα
2. Αυστηρός έλεγχος pH και αλκαλικότητας
• Βέλτιστο pH: 7,5–8,5
• Η νιτροποίηση παράγει οξύ, το οποίο καταναλώνει την αλκαλικότητα
• Ανεπαρκής αλκαλικότητα → πέφτει το pH → βακτηριακή αδρανοποίηση → αμμωνιακό άζωτο δεν μειώνεται
• Συμπληρωματική αλκαλικότητα: ανθρακικό νάτριο, διττανθρακικό νάτριο
3. Ο επαρκής χρόνος λάσπης (SRT) είναι απαραίτητος
Τα νιτροποιητικά βακτήρια αναπτύσσονται πολύ αργά. ένας σύντομος χρόνος λάσπης θα οδηγήσει σε πλήρη εξάντληση.
• Συμβατικά αστικά λύματα: Ο χρόνος λάσπης ελέγχεται σε 10–15 ημέρες ή περισσότερο
• Χαμηλή-θερμοκρασία χειμώνα: 15–20 ημέρες
4. Η θερμοκρασία έχει σημαντική επίδραση
• Βέλτιστη: 25–30 μοίρες για ταχύτερη νιτροποίηση
• Κάτω από 15 βαθμούς Σημαντικά Μειωμένη Δραστηριότητα
• Το άζωτο της αμμωνίας είναι δύσκολο να μειωθεί το χειμώνα γιατί οι χαμηλές θερμοκρασίες αναστέλλουν τα νιτροποιητικά βακτήρια.
5. Δεν επιτρέπονται τοξικές ουσίες
Τα βαρέα μέταλλα, η υψηλή περιεκτικότητα σε αλάτι, τα αντιβιοτικά, τα τοξικά βιομηχανικά λύματα και τα υπερβολικά υψηλά επίπεδα ελεύθερης αμμωνίας αναστέλλουν άμεσα τα νιτροποιητικά βακτήρια, προκαλώντας άμεση αύξηση των επιπέδων αζώτου της αμμωνίας.
6. Τα επίπεδα οργανικής ύλης δεν πρέπει να είναι πολύ υψηλά
Τα νιτροποιητικά βακτήρια είναι αυτότροφα και είναι πιο ευάλωτα σε υψηλό COD. Υπερβολικό COD → τα ετερότροφα βακτήρια ανταγωνίζονται για το οξυγόνο και τον ζωτικό χώρο → τα νιτροποιητικά βακτήρια καταστέλλονται, οδηγώντας σε αποτυχία νιτροποίησης.
Υψηλό DO, κατάλληλο pH, επαρκής ηλικία λάσπης, σταθερή θερμοκρασία, μη-μη τοξικότητα και χαμηλή περιεκτικότητα σε οργανική ύλη εξασφαλίζουν σταθερή μείωση του αζώτου αμμωνίας μέσω της νιτροποίησης.
